[发明专利]一种高导热热硫化硅橡胶复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高导热热硫化硅橡胶复合材料以及制备方法。

背景技术

随着微电子组装向密集化方向发展，电子元件的工作环境温度不断升高，导致其工作可靠性明显下降。因此及时散热成为影响电子元件使用寿命的重要因素。导热硅橡胶作为具有极强导热性能的一类硅橡胶复合材料，在电子、电气、军工等领域中需要散热、传热、绝缘、减震等部位得到了广泛应用。导热硅橡胶对于电子产品的密集化、小型化以及延长寿命都具有重要意义。

导热橡胶分为本征型导热橡胶和填充型导热橡胶。其中填充型导热硅橡胶因为价格相对较低，加工和成型方便，配方和工艺灵活多变，在散热、传热、减震等领域中得到广泛应用。硅橡胶本身的导热性能较差，通过填充具有较高导热性能的导热剂，可以明显提高硅橡胶材料的导热性能。目前工业生产的导热硅橡胶仅为单纯填充型，导热填料价格昂贵、填充量高限制了导热硅橡胶复合材料的发展和应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高导热热硫化硅橡胶复合材料及其制备方法，使得制得的材料具有突出的导热性和机械性能。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种高导热热硫化硅橡胶复合材料，所述复合材料由以下组分制备得到，组分按质量分数计为：

硅橡胶 100份；

硫化剂 0.5-5份；

改性导热剂 1-1000份；

所述的改性导热剂为利用表界面聚合法改性后的氧化物、氮化物、碳化物、炭黑、石墨或碳纤维中的一种或两种以上复合。

优选地，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、氟硅橡胶以及不同白炭黑添加量的母炼胶；所述不同白炭黑添加量的母炼胶中，白炭黑的添加量为0-100份。

优选地，所述硫化剂为双-25、双-24、BPO、DCP。

优选地，所述氧化物为氧化铝、氧化锌、氧化镁或二氧化硅中的一种以上；所述氮化物为氮化铝、氮化硅或氮化硼中的一种以上；所述碳化物为碳化硅、碳化钛或碳化硼中的一种以上。

优选地，所述导热剂为微米或纳米级导热剂。

一种高导热热硫化硅橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：

a:利用表界面聚合法改性导热剂：取导热剂10g加入400-1000ml水中，然后加入十二烷基硫酸钠0.01-0.5g，机械搅拌5-30min；加入改性剂100-500ul，搅拌5-30min；加入过硫酸铵0.8-1.8g，搅拌4h后过滤、洗涤、烘干；

b：将硅橡胶、改性导热剂和硫化剂加入开放式炼胶机上进行混炼，待胶料混合均匀后，调整辊距出片，得到料片；

c：将步骤b中得到的料片放入模具，在硫化机上硫化，硫化时间为5-10min，硫化温度为160-190℃，硫化压力为10-12MPa，即得所述高导热热硫化硅橡胶复合材料。

上述方法中，所述导热剂为氧化物、氮化物、碳化物、炭黑、石墨或碳纤维。

上述方法中，利用表界面聚合法中的改性剂为吡咯或苯胺单体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1.本发明采用表界面聚合法对填料进行改性，改性方法简单有效、可操作性强；

2.可以对价格低廉，导热系数较低的填料进行改性，达到提高填料的导热性能并节省成本的目的；

3利用改性后的导热填料，硅橡胶复合材料在较低填充量下就能达到较高的导热性能；

4. 硅橡胶复合材料在高填充量下能保持较高的力学性能。

5.本发明提出的高导热热硫化硅橡胶复合材料的制造工艺简单，工序少、成本较低。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的具体实施做进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。

实施例1：

表界面聚合法改性氧化铝，称取氧化铝10g加入400ml水中，然后加入十二烷基硫酸钠0.09g，机械搅拌5min；加入吡咯单体231ul，搅拌5min；加入过硫酸铵0.8g，搅拌4h后过滤、洗涤、烘干。以下实施例所用到的氧化铝均为本实施例所制备得到的，且使用的改性碳纤维和改性氧化锌的制备方法与本实施例一致，只是将原料替换为相应的物质。

实施例2：